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第三章 工程结构抗震概论 3.1 地震安全性评价 设计建于地震区的工程时，希望具体了解此工程在其使用寿命内可能遭遇到的地震动强弱及其它特性，以便合理进行设计。 由于迄今地震的发生和地震动的特性都不能精确地预测，所以必须在概率含义上推测工程可能受到的地震威胁或危险，即地震安全性评价。 地震安全性评价工作的目的是为了给各项工程，包括重大工程等提供科学、合理的抗震设计地震动参数。 具体地讲，地震安全性评价是指对具体建设工程场址及其周围地区的地震地质条件、地球物理环境、地震活动规律、现代地形变及应力场等方面进行研究的基础上，采用地震危险性分析方法，科学地给出相应的工程规划或设计所需要的有关抗震设防要求的地震动参数和基础资料。 其主要内容包括地震烈度复核、地震危险性分析、设计地震动参数确定、地震小区划、场地及其周围的地震地质稳定性评价和震害预测等。 地震小区划是指在城市或工程场区范围内，反映局部工程地震条件下地震破坏作用差异的地震安全性评价成果。该成果是城市和工程场区编制土地利用规划、制定防震减灾对策的基础资料，也是城市和工程场区内新建工程项目确定抗震设防要求的依据。 地震小区划包括地震动小区划和地震地质灾害小区划。这些研究成果不仅依赖于对场地和区域地震与地质环境条件的研究；更重要的是必须建立在对场区范围内局部工程地震条件的详细勘探与测试的基础上。 地震动小区划应包括加速度峰值和反应谱小区划。 地震地质灾害小区划应包括砂土液化、软土震陷、地震断层、地震滑坡等内容。 对某一特定场地进行的地震安全性评价，不仅要给出特定场地强烈地震动的特性，而且要给出遭遇这种预期地震的概率。特定桥址场地遭遇预期地震的概率，可以用地震超越概率或地震重复周期来表示。这就引出地震安全性评价中的以下两个常用概念： 一、地震超越概率 所谓地震超越概率，是指一定场地在未来一定时间内遭遇到大于或等于给定地震特征值（如给定震级、烈度、地震动加速度峰值等）的地震的概率，常以年超越概率或设计基准期超越概率表示。 三种烈度关系示意图 某地区的地震烈度是一个概率事件，分布函数可用极值III型表示。 假设某一场地超过给定值的未来地震的发生概率为均匀Poisson过程，则场地在t年内发生n 次大于或等于给定值I 的地震概率为： 式中，λ(I)为大于或等于给定值I 的地震年平均发生率。 exp是以自然对数e为底的指数函数。 根据上式，可分别得到特定场地未来遭遇到大于或等于给定值I 的地震的年超越概率和设计基准期超越概率： 二、地震重复周期 地震重复周期是指一定场地大于或等于给定地震特征值的地震重复出现的平均时间间隔。 地震重复周期T 与年平均发生率λ(I)互为倒数关系： 地震重复周期与设计基准期超越概率之间存在以下的相互对应关系： 3.2 地震区划 工程抗震设防首先要进行地震安全性评价，合理估计不同地区可能遭受的地震破坏作用；首先要确定不同地区遭遇一定超越概率的地震的基本烈度或地震动参数，以此作为抗震设防的依据。地震区划就是对各地区的地震危险性作出估计，并将其结果以区划图的形式表示出来。 我国的地震区划已发展到第四代。20 世纪50 年代，我国曾编制过地震基本烈度区划图。该图采用了两条原则： （1）曾经发生过地震的地区，同样强度的地震将来还可能 重演； （2）地质特点相同的地区，地震活动性亦可能相同。该图 首次反映了我国地震烈度分布的基本面貌，但没有赋予 明确的时间概念。 20 世纪70 年代，国家地震局编制了第二代的地震烈度区划图。该图应用当时对地震活动性和地震地质等方面的研究成果，先进行地震危险区划，对未来百年内可能发生地震的地点和强度进行预测，然后在此基础上完成地震烈度区划，对未来百年内遭遇的最大烈度分布进行预测，并以1:300 万比例尺地震基本烈度区划图的形式将预测结果描绘出来。 根据该图的编制标准，地震基本烈度的含义是：100 年内，在平均土质条件下，场地可能遭遇的最高地震烈度。 1992 年6 月公布施行了我国第三代地震区划图《中国地震烈度区划图（1990）》。第三代地震区划图采用地震危险性概率分析方法给出以概率形式表达的所在地区的地震烈度区划或其他地震参数。 第三代地震区划图上所标示的地震烈度值，系指在50 年期限内，在一般场地条件下，可能遭遇超越概率为10%的烈度值。该烈度值称为地震基本烈度。 2001 年国家地震局完成了第四代地震区划图的编制。 与第三代地震区划图相比，第四代地震区划图仍采用概率分析的方法，但采用了国际上普遍流行的按照地震动参数编制区划图的技术，并采用了双参数（地震动加速度和地震动反应谱特征周期）的表述方式